配合料的制备与加工_.

1、定义：定义：注浆法成型是把泥浆注入多孔模型内。借助于模型注浆法成型是把泥浆注入多孔模型内。借助于模型 的吸水能力而成型的方法。的吸水能力而成型的方法。 2022-5-29合肥学院化学与材料工程系4注浆时的物理脱水过程 毛细管力毛细管力是泥浆脱水过程的推动力。取决于毛细管的半径和水的表面张力。 注浆过程的阻力来自 石膏模(前期) 坯体：泥浆本身性质、坯体的结构注浆时的化学凝聚过程Na-粘土+CaSO4+Na2SiO3 Ca-粘土+CaSiO3 +Na2SO4注浆过程的物理化学变化注浆过程的物理化学变化增大吸浆速度的方法增大吸浆速度的方法减少模型的阻力减少坯料的阻力提高吸浆过程的推动力 泥浆的触变

2、性是指泥浆在静置后变稠，而一经搅拌又立即恢复泥浆的触变性是指泥浆在静置后变稠，而一经搅拌又立即恢复流动的性质。流动的性质。 触变性太大，输送的困难，注成的坯件易变形和软塌。触变性太大，输送的困难，注成的坯件易变形和软塌。 触变性太小，泥浆悬浮性较差，模内难以形成一定厚度的坯体，触变性太小，泥浆悬浮性较差，模内难以形成一定厚度的坯体，成坯后脱模也困难。成坯后脱模也困难。泥浆在较长时间存放时不发生沉淀、分层和触变性变坏。泥浆在较长时间存放时不发生沉淀、分层和触变性变坏。 泥浆应有一定的渗透性。如果渗透性太差，势必延长成坯时间，泥浆应有一定的渗透性。如果渗透性太差，势必延长成坯时间，容易粘模，脱模困

3、难。容易粘模，脱模困难。 产生的原因是：产生的原因是： 定义：定义：压制成型是将含一定水分的粒状粉料，放在模具压制成型是将含一定水分的粒状粉料，放在模具 中直接受压力而成型的方法。中直接受压力而成型的方法。 H/D比值越大，压力分布比值越大，压力分布则越不均匀，因此厚而小的产则越不均匀，因此厚而小的产品不宜用压制品不宜用压制 法成型，而较法成型，而较薄的墙地砖则可用单面加压方薄的墙地砖则可用单面加压方式压制。式压制。 施压时压力的中心线必须施压时压力的中心线必须与坯体和模具的中心对正，如与坯体和模具的中心对正，如出现错位则会加剧压力分布的出现错位则会加剧压力分布的不均匀性。不均匀性。 2022

4、-5-29合肥学院化学与材料工程系26作用：作用：粉料流动性决定着成型时它在模型中的充填速度粉料流动性决定着成型时它在模型中的充填速度 和充填程度。和充填程度。 影响因素：影响因素：粉料的流动性与颗粒之间的内摩擦力及粉粒粉料的流动性与颗粒之间的内摩擦力及粉粒 颗粒的形状、大小、表面状态和粒度分布等颗粒的形状、大小、表面状态和粒度分布等 工艺因素有关。工艺因素有关。定义：定义：粉料的阻力粉料的阻力(包括克服颗粒之间的内摩擦力和使包括克服颗粒之间的内摩擦力和使 颗粒变形所需的力颗粒变形所需的力)及粉料颗粒与模壁间的外摩及粉料颗粒与模壁间的外摩 擦力两者之和，即是通常所说的成型压力。擦力两者之和，即

5、是通常所说的成型压力。 作用：作用：成型压力不够，则坯体密度低，强度小，收缩率成型压力不够，则坯体密度低，强度小，收缩率 大，导致坯体变形、开裂以及规格不准等缺陷。大，导致坯体变形、开裂以及规格不准等缺陷。 II. 双面同时加压双面同时加压 成型时加压速度不能过快，开始加压时不能成型时加压速度不能过快，开始加压时不能过重。否则，由于粉料中的气体没有充分的时间过重。否则，由于粉料中的气体没有充分的时间排出，容易造成坯体开裂。排出，容易造成坯体开裂。 生产中采用先轻后重，多次生产中采用先轻后重，多次(23次次)加压的加压的操作方法。操作方法。 2022-5-29合肥学院化学与材料工程系41溶 剂细

6、磨熟料抗絮凝剂除 泡 剂烧结促进剂混磨再混磨真空除气流延烘干卷轴待用粘合剂增塑、润滑剂流延成型工艺流程图流延成型流延成型2022-5-29合肥学院化学与材料工程系42轧膜成型轧膜成型瓷粉粘合剂增塑剂水混合、粉碎干燥混料、辊压(粗轧)成 型压延辊(精轧)轧膜成型工艺流程图2022-5-29合肥学院化学与材料工程系43其他成型方法其他成型方法注射成型纸带成型滚压成型印刷成型喷涂成型爆炸成型。 脱水的方法：脱水的方法： 一是重力脱水；二是用机械的方法实现脱水；三是用加一是重力脱水；二是用机械的方法实现脱水；三是用加热。热。 用加热的方法达到除去物料中部分物理水分的过程称之用加热的方法达到除去物料中部

7、分物理水分的过程称之为干燥，也叫为干燥，也叫烘干烘干。 物料干燥的方法有两种：物料干燥的方法有两种： 自然干燥自然干燥和和人工干燥人工干燥。 干燥过程是一个物理过程。干燥过程是一个物理过程。2022-5-29合肥学院化学与材料工程系49自然干燥：自然干燥：将湿物料堆置于露天或室内的地上，借助风吹和日晒的自然条件使物料得以干燥。人工干燥：人工干燥：也叫机械干燥，是指将湿物料放在专门的设备中进行加热，使物料中的水分蒸发，从而使物料得以干燥。人工干燥的加热方式有外热源法外热源法和内热源法内热源法两种类型。2022-5-29合肥学院化学与材料工程系50n外热源法：外热源法：是指在物料的外部对物料表而加

8、热，干燥介质使物料受热，水分蒸发，外热源法的加热方式有以下三种： 对流加热 辐射加热 对流辐射加热n内热源法：内热源法：就是将湿物料放在高频交变的电磁场中或微波场中使物料本身的分子产生剧烈的热运动而发热，或使交变电流通过物料而产生热量，物料中水分蒸发，物料本身得以干燥。2022-5-29合肥学院化学与材料工程系51 二、物料中水分的性质二、物料中水分的性质按照水和物料结合程度的强弱，物料中的水分可以分为以下三类：na.化学结合水（牢，难）nb.物理化学结合水（部分排除）nc.机械结合水（全部排除）2022-5-29合肥学院化学与材料工程系52na.化学结合水化学结合水 通常以结晶水结晶水的形态

9、存在分子中，化学结合水与物料的结合最牢固结合最牢固。一般需要达到很高的温度(400一700)，将矿物的晶格破坏后，才能被分解出来，它的排除不属干不属干燥的范围燥的范围，所以在干燥工艺中一般不予考虑。2022-5-29合肥学院化学与材料工程系53 b.物理化学结合水物理化学结合水 物理化学结合水又称为大气吸附水。包括：n吸附水：吸附水：(通过物料表面吸附形成的水膜，以及水与物料颗粒形成的多分子和单分子吸附层水膜)；n渗透水：渗透水：(依靠物料组织壁内外间的水分浓度差，通过细胞半透明壁渗透的水)；n微孔毛细管水：微孔毛细管水：(半径小于10-7m)；n结构水：结构水：(存在于物料组织内部的水分如胶

10、体中的水)2022-5-29合肥学院化学与材料工程系54 在以上类型的水中，以吸附水与物料的结合最强吸附水与物料的结合最强，这种牢固的结合，改变了水分的很多性质。在物理化学结合水的排除阶段，物料基本上不产生收缩物料基本上不产生收缩。用较高的干燥速度也不会使制品产生变形或开裂。但物理化学结合水与物料的结合较化学结合水要弱，在干燥过程中可在干燥过程中可以部分排除以部分排除。2022-5-29合肥学院化学与材料工程系55 c.机械结合水机械结合水n包括物料中的润湿水润湿水、孔隙水孔隙水及粗孔毛细管水粗孔毛细管水(半径大于10ym) 。这种水与物料的结合呈机械混合状态，与物料的结与物料的结合最弱合最弱

11、，干燥过程中最先被排除。机械结合水蒸发时，物料表面的水蒸气分压等于同温度下自由水面的饱和水蒸气分压水蒸气分压等于同温度下自由水面的饱和水蒸气分压，所以机械结合水称为自由水自由水。n机械水中的孔隙水、粗孔毛细管水被排除后，物料之间互相靠拢，体积收缩体积收缩，产生收缩应力。这时如果干燥速度过大，会使制品产生较大的收缩应力而变形或开裂，这在设计制品(坯体)的干燥设备，制定干燥制度时尤其要注意。2022-5-29合肥学院化学与材料工程系56三、物料干燥过程三、物料干燥过程 包括三个过程：加热加热、外扩散外扩散和内扩散内扩散n首先将物料加热的过程称为加热加热过程n外扩散外扩散：物料受热后，当其表面的水蒸

12、气分压大于干燥介质中的水蒸气分压时，物料表面的水分向干燥介质中扩散(蒸发)，这个过程称为外扩散。n内扩散：内扩散：随着干燥的进行，物料内部和表面之间的水分浓度平衡就会被破坏，物料内部的水分浓度大于物料表面的水分浓度，在这个浓度差的作用下，物料内部的水分向物料表面迁移。 2022-5-29合肥学院化学与材料工程系57加热过程分为三个阶段加热过程分为三个阶段（一）加热阶段：（一）加热阶段： 在干燥的初期阶段， Q收到收到 Q水蒸发水蒸发，物料的温度升高。此段主要是物理化学结合水的排除主要是物理化学结合水的排除，故不必考虑因干燥速率过大而引起坯体变形或开裂。 当物料的水分达到平衡水分时，干燥速率降到

13、零，这时干燥过程终止。2022-5-29合肥学院化学与材料工程系592022-5-29合肥学院化学与材料工程系60 四、干燥速率的影响因素四、干燥速率的影响因素 1、外扩散速率外扩散速率：取决于干燥介质的温度温度、湿度湿度和流态流态(流速的大小和方向)以及物料的性质物料的性质。通常干燥介质的温度越高(相对湿度就越小)，流速越快(边界层就越薄)，外扩散速率越大。 2、内扩散速率、内扩散速率：内扩散包括湿扩散湿扩散和热扩散热扩散两种，n湿扩散湿扩散是指在水分浓度差的作用下，物料内部水分从水分高的地方向水分低的地方的迁移过程。n热扩散热扩散是指在温度差的作用下，水分从温度高的地方向温度低的地方的迁移过程。2022-5-29合肥学院化学与材料工程系61n湿扩散速率与物料制品的厚度厚度有关，因此减少制品的厚度可以提高干燥速率。热扩散与加热方式有关。采用外部加热方式，物料表面温度高于内部，热扩散成为干燥的阻力热扩散成为干燥的阻力。n陶瓷和耐火材料等坯体在干燥过程中的自由水排除阶段，随着水分的排除，物料颗粒相互靠拢，产生收缩使制品产生变形。不均匀收缩往往造成制品变形和开裂，为了防止制品在干燥过程中的变形和开裂，应限制制品中心